【正文】 f support work characteristic由以上分析可以看出，支架工作時(shí)的支撐力變化可分為三個(gè)階段，如圖1－2，即：開始升柱至單向閥關(guān)閉時(shí)的初撐增阻階段，初撐后至安全閥開啟前的增阻階段，以及安全閥出現(xiàn)脈動(dòng)卸載時(shí)的恒阻階段，這就是液壓支架的阻力－時(shí)間特性。隨著頂板的緩慢下沉，頂板對(duì)支架的壓力不斷增加，立柱下腔被封閉的液體壓力將隨之迅速升高，液壓支架受到彈性壓縮，并由于立柱缸壁的彈性變形而使缸徑產(chǎn)生彈性擴(kuò)張，這一過程就是支架的增阻過程。每架支架的液壓管路都與工作面主管路并聯(lián)，形成各自獨(dú)立的液壓系統(tǒng)，如圖1－1所示，其中液控單向閥和安全閥設(shè)在架內(nèi)，操縱閥可設(shè)在本架或鄰架內(nèi)，前者為本架操作，后者為鄰架操作。液壓支架與可彎曲輸送機(jī)和采煤機(jī)組成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，它的應(yīng)用對(duì)增加采煤工作面產(chǎn)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、減輕工人的體力勞動(dòng)和保證安全生產(chǎn)是不可缺少的有效措施。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前支撐掩護(hù)式液壓支架畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1液壓支架概述 液壓支架的用途在采煤工作面的煤炭生產(chǎn)過程中，為了防止頂板冒落，維持一定的工作空間，保證工人安全和各項(xiàng)作業(yè)正常進(jìn)行，必須對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。因此，液壓支架是技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠，是實(shí)現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的主要設(shè)備。支架的升降依靠立柱2的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)，其工作過程如下：初撐操縱閥8處于升柱位置，由泵站輸送來(lái)的高壓液體經(jīng)液控單向閥6進(jìn)入立柱的下腔，同時(shí)立柱的上腔排液，于是活柱和頂梁升起，支撐頂板。當(dāng)下腔液體的壓力超過安全閥5的動(dòng)作壓力時(shí)，高壓液體經(jīng)安全閥5瀉出，立柱下縮，直至立柱下腔的液體壓力小于安全閥的動(dòng)作壓力時(shí)，安全閥關(guān)閉，停止泄液，從而使立柱工作阻力保持恒定，這就是恒阻過程。它表明液壓支架在低于額定工作阻力下工作時(shí)，具有增阻性，以保證支架對(duì)頂板的有效支撐作用，在達(dá)到額定工作阻力時(shí)，具有恒阻性；為使支架恒定在此最大支撐力，又具有可縮性，即支架在保持恒定工作阻力下，能隨頂板下沉而下縮。需要推移輸送機(jī)時(shí)，支架支撐頂板，高壓液體進(jìn)入推移活塞缸4的活塞腔，活塞桿腔回液，以支架為支點(diǎn)，活塞桿伸出，把輸送機(jī)推向煤壁。支撐式支架有垛式和節(jié)式之分。支撐掩護(hù)式支架支撐掩護(hù)式支架具有支撐式的頂梁和掩護(hù)式的掩護(hù)梁，它兼有切頂性能和防護(hù)作用，適于壓力較大、易于冒落的中等穩(wěn)定或穩(wěn)定的頂板。為了滿足對(duì)煤炭日益增長(zhǎng)的需求，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面（簡(jiǎn)稱綜采工作面）。因此，液壓支架的設(shè)計(jì)工作是很重要的。推溜力一般為100左右；移架力按煤層厚度而定，薄煤層一般為100～150，中厚煤層一般為150～250，厚煤層一般為300～400。6．為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠?qū)挼娜诵械馈?0．在滿足強(qiáng)度條件下，盡可能減輕支架的重量。2．最大和最小采高根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。6．煤層傾角根據(jù)煤層傾角，決定是夠選用防滑防倒裝置。一但冒落，瞬間頂板壓力顯著增大，支架立柱安全閥來(lái)不及釋放，立柱可能遭破壞。如果在工作高度時(shí)，掩護(hù)梁大部分都能被頂梁所遮蓋是較為理想的。為此，安全閥流量的選擇應(yīng)考慮立柱缸徑、沖擊載荷來(lái)壓程度。液壓支架的選型，其根本目的是使綜采設(shè)備適應(yīng)礦井和工作面條件，投產(chǎn)后能做到高產(chǎn)，高效、安全，并為礦井的集中生產(chǎn)、優(yōu)化管理和最佳經(jīng)濟(jì)效益提供條件，因此必須根據(jù)礦井的煤層、地質(zhì)、技術(shù)和設(shè)備條進(jìn)行選擇。煤層厚度變化大時(shí)，應(yīng)選擇調(diào)高范圍較大的掩護(hù)式或雙伸縮立柱的支架。時(shí)，支架可不設(shè)防倒防滑裝置；15176。6． 對(duì)瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)符合保安規(guī)程的要求，并優(yōu)先選用通風(fēng)斷面大的支撐式或支撐掩護(hù)式支架。某煤礦工作面具體情況：煤層情況： 該工作面煤層穩(wěn)定，厚度有一定變化，～,煤層傾角6176。老底為青灰色中砂巖，泥硅質(zhì)膠結(jié)。從架型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看，由于架型的不同，支撐力分布和作用也不同；從頂板條件來(lái)看，由于直接頂類別和老頂級(jí)別的不同，支架所承受的載荷也不同。③、即Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)來(lái)壓強(qiáng)度與Ⅰ級(jí)來(lái)壓強(qiáng)度的增壓比值，系根據(jù)同類型頂板統(tǒng)計(jì)分析所得。根據(jù)工作面的煤層厚度及頂?shù)装迩闆r，選取支撐掩護(hù)式液壓支架比較合適。支架在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角P和后連桿與底平面的夾角Q，如圖2－1所示，應(yīng)滿足以下要求：支架在最高位置時(shí)，P≤ ～，Q≤ ～；支架在最低位置時(shí)，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，,如果按鋼和矸石的摩擦系數(shù)為,即：,求得；為了安全可靠在最低工作位置時(shí)，應(yīng)使為宜，而Q角主要考慮掩護(hù)梁底部距底板要有一定的距離，防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架不能降下來(lái)，一般取圖21 四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征 Fore rods geometry feature圖22 掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) After the beam and the cover of connecting a slidercrank mechanism從圖2－2可以看出，當(dāng)掩護(hù)梁和后連桿已知，只要找到前連桿的長(zhǎng)度和位置就可以了，其具體作法是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后連桿，使支架最高位置時(shí)的點(diǎn)向下作近似直線運(yùn)動(dòng)，在掩護(hù)梁上定有一點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)中有一段近似圓弧軌跡。從幾何關(guān)系可以列出如下兩式 （24） （25） 將（24）式和（25）式聯(lián)立可得： （26） 說(shuō)明：支架計(jì)算高度為支架高度減去掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之頂梁頂面之距和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距。過O點(diǎn)作一條直線與水平線H－H線相交其交角為。過點(diǎn)作一條直線與水平線H－H平行的F－F直線，則H－H線與F－F線的距離為h，即為液壓支架最高位置的計(jì)算高度。在垂線上作液壓支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)為。1以點(diǎn)為圓心，以掩護(hù)梁長(zhǎng)L為半徑作圓，與圓弧相交于點(diǎn)，此點(diǎn)為液壓支架在最高位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。即B、三個(gè)點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)的前連桿的上鉸點(diǎn)。則AO、AB、BC、CD為液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)。在鉸接護(hù)幫安裝有護(hù)幫千斤頂4，用來(lái)支撐靠近煤壁處的頂板，同時(shí)還可以使護(hù)幫上、下擺角，適應(yīng)頂板起伏變化和增加頂梁前端的支撐能力。支撐式支架后端焊有掛簾板，作為掛擋矸簾之用。因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長(zhǎng)度要比先推溜后移架的頂梁長(zhǎng)度要長(zhǎng)一個(gè)步距，一般為600mm。除此而外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和輸送機(jī)，均要在頂梁掩護(hù)下工作，以此來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度。本次設(shè)計(jì)取寬度為：穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值為60～70%，對(duì)破碎頂板，覆蓋率δ指應(yīng)達(dá)到85～95%。 1）掩護(hù)梁的長(zhǎng)度G 掩護(hù)梁就是兩鉸點(diǎn)的距離，由前面的四連桿機(jī)構(gòu)可得知，掩護(hù)梁長(zhǎng)度為2400mm。這里我們?nèi)∷闹?。立柱間距的選擇原則為：有利于操作、行人和部件合理布置。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計(jì)算立柱上柱窩位置。pressure （29）式中：x－立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距；－支架支護(hù)阻力； q－支架最大支護(hù)強(qiáng)度； －支護(hù)面積；Lg－頂梁長(zhǎng)度； －支護(hù)工作阻力之和；－頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距；－立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距；－立柱在最高位置時(shí)的傾角。支撐掩護(hù)式支架底座結(jié)構(gòu)選用底分式剛性底座，如圖2—9。在整體式底座后部中間去掉一塊鋼板，減少底座后部與底板的接觸面積，增加底座后部的比壓，同時(shí)有利于排矸。立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長(zhǎng)期處于高壓受力狀態(tài)，它除應(yīng)具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，并能適應(yīng)支架的工作要求。缸體內(nèi)表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度。導(dǎo)向環(huán)多用塑料制品，也有用銅合金制成。它可用于各種活塞上的雙向密封。以上兩種密封圈的使用，簡(jiǎn)化了活塞結(jié)構(gòu)，裝配方便，但密封圈本身加工較復(fù)雜。（3）缸口缸口用鋼絲擋圈固定，是在導(dǎo)向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈。初撐力的大小對(duì)支架的支護(hù)性能和成本都有很大影響。 確定立柱和千斤頂立柱采用雙伸縮液壓缸立柱的缸體內(nèi)徑： 　 (212)式中：F—支架承受的理論支護(hù)阻力，F(xiàn)＝5230?。籲—每架支架立柱數(shù)，n=4；Pa—安全閥調(diào)整壓力，Pa=40 ；α—立柱最大傾角，（支架降到最低位置時(shí)α角最大），α=。最大工作行程 —立柱最大極限位置 —立柱最小極限位置 圓整取=2000mm由于本次設(shè)計(jì)取雙伸縮立柱，則需分配行程：一級(jí)缸行程L=1100mm二級(jí)缸行程L =900mm最小導(dǎo)向長(zhǎng)度立柱的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，是指當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離如圖46所示。由于支撐掩護(hù)式支架重量較大，為了提高移架力，就要增加缸徑或提高供液壓力。c 浮動(dòng)活塞式推移千斤頂浮動(dòng)活塞式推移千斤頂?shù)姆绞?，也可以使移架力大于推溜力。為了推移千斤頂上、下、左、右滑?dòng)，在支架底座上焊有導(dǎo)向槽，缸體上焊有導(dǎo)向板。取　行程為750。一般沿傾斜方向的上方為固定側(cè)護(hù)板，下方為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。這種側(cè)護(hù)板可以適應(yīng)工作面開采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。這種類型側(cè)護(hù)板又有三種型式，圖212a，頂梁上無(wú)頂板，側(cè)護(hù)板易被冒落矸石壓住，影響側(cè)護(hù)板的伸縮；圖212b、c，在頂梁上加設(shè)頂板，克服了以上的缺點(diǎn)，但支架承受偏載時(shí)，側(cè)護(hù)板裝置受力很大。這種側(cè)護(hù)板可以適應(yīng)工作面開采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板的側(cè)面寬度，主要考慮移架步距，一般比一個(gè)步距大100mm，即相當(dāng)700mm。液壓支架在最高位置時(shí)，每根立柱的工作阻力為：==1314 取頂梁和掩護(hù)梁為隔離體，忽略頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)到頂梁之間的距離，并作出瞬時(shí)中心O，求得在第四象限中，如圖3—1所示。 　 = —3377　4主要零部件校核 油缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算本設(shè)計(jì)采用雙伸縮油缸，在雙伸縮油缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，假定中缸和活柱全部伸出，立柱在承受最大同心載荷情況下進(jìn)行驗(yàn)算，其方法是把活柱和中缸的當(dāng)量慣性矩相當(dāng)于單伸縮中活柱的慣性矩來(lái)計(jì)算，再用單伸縮求油缸穩(wěn)定性的方法。=====2190mm式中：—活柱全部伸出時(shí)，活柱端部銷孔至活柱與中缸連接處之距，1090mm； —中缸全部伸出時(shí)，活柱與中缸連接處至中缸與外缸連接處之距，1100mm； —活柱端部銷孔至最大撓度處的距離； —中缸全部伸出，中缸與外缸連接處至缸底銷孔之距，1300mm。 缸體強(qiáng)度校核（1）缸體與缸底焊接強(qiáng)度按下式計(jì)算 =———焊接效率，=。動(dòng)力源是乳化液泵，執(zhí)行元件是各種液壓缸。工作面中每個(gè)支架的液壓控制回路多數(shù)完全相同，通過截止閥連接與主管路，相對(duì)獨(dú)立。因此要求液壓元件包括有足夠的耐高壓強(qiáng)度。3．泵站集中供液，工作介質(zhì)輸送路程長(zhǎng)，損失較大，要求主管路由足夠的過流斷面。元件名稱功能液壓缸立柱承受頂板載荷，調(diào)節(jié)支架高度推移千斤頂移動(dòng)支架和推動(dòng)刮板輸送機(jī)其他千斤頂實(shí)現(xiàn)支架各部位的動(dòng)作，保證一定的性能控制閥操縱閥是實(shí)現(xiàn)各種液壓缸動(dòng)作，換向液控單向閥閉鎖液壓缸工作腔中的液體，限制液流方向安全閥過載保護(hù)元件，保證液壓缸工作腔壓力穩(wěn)定管路附件液壓膠管和膠管總成傳送工作介質(zhì)管接頭膠管接頭連接膠管和液壓元件中間接頭連接膠管總成與液壓元件其他附屬元件過濾器指示器過來(lái)工作介質(zhì)，防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)顯示壓力泵站乳化液泵液壓支架液壓系統(tǒng)動(dòng)力的來(lái)源乳化液箱儲(chǔ)存、回收乳化液的設(shè)備1）泵站是液壓系統(tǒng)動(dòng)力的來(lái)源。在液壓支架工作中，用來(lái)承受頂板載荷，調(diào)節(jié)支架的液壓缸稱為立柱。用來(lái)控制立柱或千斤頂工作方向的閥類稱為操縱閥，它由單向閥組合式和轉(zhuǎn)閥兩種形式，轉(zhuǎn)閥基本被淘汰。它是大多數(shù)支架立柱必不可少的控制元件之一。立柱安全閥可以防止支架的主要承載結(jié)構(gòu)件過負(fù)荷，確保頂板巖層在不高于規(guī)定的工作阻力作用下沉降。按壓力液通過操縱閥后的用途不同，可分為全流量操縱閥和先導(dǎo)液壓操縱閥。每箱匯集管有2個(gè)32K接頭座，用于同時(shí)經(jīng)過順槽雙32K軟管并聯(lián)向工作面供液或用于2箱匯集管的連通。立柱控制回路如圖41： 圖51立柱控制回路 Pillar control circuit其安全閥選用型號(hào)為：YF型安全閥；技術(shù)參數(shù)為：流量(L/min) 200通徑（mm） 32調(diào)定壓力（Mpa） 40 液控單向閥型號(hào)選為KDFB型技術(shù)參數(shù)為：流量(L/min) 200通徑（mm） 32開啟壓力（Mpa） 千斤頂主要技術(shù)參數(shù)為：移架力：386KN 推溜力：260KN內(nèi) 徑： 行 程：750mm 活塞桿直徑：護(hù)幫千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在護(hù)幫下端的耳座上，活塞桿與主梁與主梁相連接。